Magnus Ehingers undervisning

Allt du behöver för A i Biologi, Kemi, Bioteknik, Gymnasiearbete m.m.

Bioteknik

Administration

DNA syntetiseras av DNA-polymeraser

År 1955 började Arthur Kornberg sökandet efter ett enzym som kunde syntetisera DNA. Det första man hittade fick så småningom namnet DNA-polymeras I.

  • Numera vet man att E. coli har minst fyra ytterligare enzymer som kan syntetisera DNA. Mer om dessa senare!

Klenow-fragmentet komplexbundet med dsDNA. Klenow-fragmentet komplexbundet med dsDNA.

Syntesen av DNA kan kemiskt beskrivas:

\(\underbrace{(\text{dNMP})_n}_{\text{DNA}} + \text{dNTP} \xrightarrow{\text{[DNA-polymeras]}} \underbrace{(\text{dNMP})_{n+1}}_{\text{förlängt DNA}} + \text{PP}_i\)

  1. Nukleofil attack av 3'-kolet (på DNA-strängen) mot fosfatgruppen på den inkommande deoxynukleosiden.

DNA-kedjans elongering. DNA-kedjans elongering.

DNA-polymeraser kräver två saker för att kunna fungera

1. En mall

 

ssDNA eller ssRNA

  • Genom basparning styrs vilka nukleotider som skall adderas till den växande DNA-strängen

2. En primer

  • Primern är ett segment med ny DNA-sträng (komplementär till mallen), med en 3'-hydroxylgrupp, till vilken nya nukleotider adderas
  • 3'-änden på primern kallas ibland för primer terminus.
  • Detta innebär att inget DNA-syntetiserande enzym kan sätta igång DNA-syntesen
  • Istället består primern ofta av RNA-oligonukleotider. Mer om detta senare!

Processivitet

Den glidande klämman. Den glidande klämman. Efter att DNA-polymeraset har bundit in en ny nukleotid, måste det antingen flytta sig längs mallsträngen för att sätt in ytterligare en nukleotid, eller släppa från DNA-strängen.

Det genomsnittliga antalet nukleotider ett DNA-polymeras adderar till den nya DNA-strängen innan det släpper från DNA:t kallas dess processivitet.

  • Ju högre processivitet, desto fler nukleotider adderas till den nya DNA-strängen innan DNA-polymeraset ”släpper taget”.

Olika DNA-polymerasers processivitet varierar:

  1. Några bara ett hundratal innan de släpper
  2. Andra flera tusen innan de släpper.

Den glidande klämman hos DNA-polymeras III ökar dess processivitet tusentals gånger.

Modell av DNA-polymeras fran bakteriofag rb69. Ryggraden för den glidande klämman visas i grönt, och ryggranden för själva DNA-polymeraset i blått. Hela komplexet rör sig s.a.s. åt vänster i bilden. Modell av DNA-polymeras fran bakteriofag rb69. Ryggraden för den glidande klämman visas i grönt, och ryggranden för själva DNA-polymeraset i blått. Hela komplexet rör sig s.a.s. åt vänster i bilden.

DNA-polymeraser hos E. coli

Polymeras Funktion
DNA-polymeras I "Städfunktion": Rensar (tillsammans med ett annat enzym) ut RNA-primerar i okazakifragment, och sätter in nytt DNA istället
DNA-polymeras II Har troligen någon slags reparationsfunktion
DNA-polymeras III Sköter den huvudsakliga replikationen av DNA hos E. coli
DNA-polymeras IV Förhindrar eller minskar mutationer på DNA under s.k. SOS-respons (då stora skador på DNA uppkommit).
DNA-polymeras V Besläktat med DNA-polymeras IV, och har liknande funktioner

 

   

Också intressant: